TILBAKEBLIKK I HISTORIEN

Transkript

1

2 TILBAKEBLIKK I HISTORIEN Prosjektet Smia, - En del av gamle FMV og Fredrikstad sin historie Plankebyen kaller vi fortsatt Fredrikstad, selv om det til tider sikkert kan være vanskelig på se hvorfor. Historien om plankebyen begynte så tidlig som i 1860, da begynte en etablering som til slutt gjorde at man ikke så skogen for bare sagbruk i Fredrikstad-distriktet. Sagbruk trengte maskiner, og maskiner trenger reparasjon og nye deler. I og med dette var 20 år før vi fikk Østfoldbanen, og togtransport hit, var det tungvint for eierne å frakte maskiner og slikt utstyr inn til Oslo. Det var dette som førte til at FMV tok sin form i 1870, dannet av brødrene Jens og Andreas Jensen og Knud Dahl. Det gikk fort fra å bare være en servicebedrift for sagbrukene til å lage alt fra stasjonære dampmaskiner, lokomotiver, jernbanevogner og mye annet. Det som gjorde Værste mest kjent er at det har vært et meget stort skipsverft, og i en periode Skandinavias største. Fra 1873 til 1987 ble det bygget 443 skip der. Fra det startet i 1870 til det måtte legges ned av Kverner as i 1987, har det hatt flere glansperioder. Kanskje viktigst er at verkstedet har vært en meget stor arbeidsplass for Fredrikstads befolkning. I 1998 ble det solgt av Kværner Eiendom AS til et nytt selskap, som betegnende nok tok navnet Værste AS. Det ble etablert med formål å revitalisere det enorme området til beste for Fredrikstad og byens innbyggere. Utdrag fra FMV fra da til nå på vaerste.no Hovedrapport Side 2 av 59

3 I FORORD Dette prosjektet er et samarbeid mellom Gruppe B07, ved Høgskolen i Østfold, og Griff Arkitekter. I tillegg har det vært veiledning gjennom firmaet COWI. Prosjektet omhandler bygget Smia ved FMV området, og hvilke forhold som påvirker ombyggingen av dette, ved å legge den nye TEK 07 til grunn. Videre har vi sett på forskjellen mellom å bygget etter TEK 07 og TEK 97. Dette gjøres for å vurdere eksakte tiltak som må gjennomføres. Før gjennomføringen er man avhengig av å kjenne endelig bygningsform, utforming samt isoleringsevnen. Smia, som etter flere års forfall, skal få nytt liv i samsvar med byutviklingsplanen Fredrikstad Bygget skal inneholde de nye lokalene for ingeniørutdanningen ved Høgskolen i Østfold. Som en fungerende ingeniørutdannende institusjon, er det viktig at man setter fokus på det å være framtidsrettet når det gjelder energi og miljøpåvirkning. Et av kravene fra Riksantikvaren er at bygget ikke skal rives, eller bygges om, i den grad at form og utrykk forandres. Bygget, som har en viktig plass i Fredrikstads historie, skal restaureres til en slik standard som sørger for at historien blir bevart. Fordi det er tidlig i planleggingsfasen, finnes det på nåværende tidspunkt ikke opplysninger om endelig bygningskonstruksjon. Mange av de gitte arealer og mål som er med i rapporten, er antatte tenkte mål/arealer. Prosjektet har gitt oss mange verdifulle erfaringer og en forsmak på møtet med det virkelige arbeidslivet. Det har vært en spennende og lærerik prosjektperiode som markerer avslutningen på utdannelsen ved Høgskolen i Østfold Vi vil rette en stor takk til Sivilingeniør Vidar Arild Løchen for hjelp under prosjektarbeidet. Veiledere er Kjetil Gulbrandsen fra HIØ, Geir Hermansen (Griff) og Thomas Lund (COWI). Sarpsborg Ann-Theres Løchen Anders Brenne Hovedrapport Side 3 av 59

4 II SAMMENDRAG Oppgaven går ut på å vurdere hvordan de byggtekniske og tekniske anleggene påvirker energiforbruket i bygget. Videre se på dette forbruket i forhold til krav i TEK 07, og se på hvordan overgangen fra TEK 97 til 07 vil påvirke energiforbruket. Oppgaven har blitt delt inn i to deler. DEL 1: Første del går ut på å finne nødvendig U-verdi for å tilfredsstille kraven i TEK 97/07. Det er også blitt foretatt bergninger av transmisjonsvarmetap basert på de forskjellige snitt i byggets struktur. Videre har det blitt sett på alternative løsninger for utforming av vegg, isolasjon fra stillestående luft, kuldebroproblematikk, plassering av fuktsperre og relativ luftfuktighet for glassmonter. DEL 2: Andre del går ut på å få frem behovet for en fastsetting av grenser, eller rammer, rundt det gamle byggets ombygging, før detaljplanleggingen starter. Her er det tatt med hvordan man kan oppnå en reduksjon av energiforbruket, i samsvar med kravet, samt hva denne reduksjonen er - omregnet til et konkret kwh tall. Det har blitt sammenlignet med den gamle forskriften i forklaring og beregning. I tillegg har det blitt utarbeidet løsninger for å bedre energibehovet i bygget, noe som gjør bygget bedre en minimumskrav i TEK 07. Arbeidet har vist at nye forskrifter gir et redusert forbruk av energi, i forhold til TEK 97. Reduksjonen i energi til de bygningstekniske komponenter er relativt lite, i forhold til reduksjonen i energiforbruket til ventilasjonsanlegget. Energitapet gjennom gulv, vegger, tak og vinduer utgjør knapt 19 % av byggets samlede energitap. Grunnet byggets store høyde, i forhold til grunnflate, blir ventilasjonsbehovet relativt stort. Derved får ventilasjonsanlegget en uforholdsmessig stor betydning for energiforbruket i dette bygget. Forskjellen mellom TEK 97 og 07, når det gjelder ventilasjonsanlegget, er kun et skjerpet krav til varmegjenvinningens virkningsgrad. Denne er øket med 10 % på årsbasis. Krav til luftveksling, dvs. volumet av luft som må tilføres bygget, er bestemt av PBL og Arbeidstilsynets krav. Disse er ikke endret i TEK. Hovedrapport Side 4 av 59

5 Bygget i dag hvordan alternative valg påvirker fremtiden. Slik bygget framstår i dag, må det en totalrestaurering til, for at det skal bli brukbart til fremtidig tiltenkt oppgave. En nøyaktig klargjøring av hvilke tiltak som er nødvendig, hva disse gir av innsparing, samt kostnaden for disse tiltak, er et absolutt krav som planleggerne må forholde seg til. Kostnader er ikke omhandlet i denne oppgaven. Ved å følge de nye minimumskravene, eventuelt ved å velge løsninger som er bedre enn disse, vil koste byggeprosessen mer enn andre rene arkitektoniske minimumsløsninger. Det er imidlertid ingen tvil om at hvert enøktiltak vil gi fremtidige besparelser, både på driften av bygget og for samfunnet i form av redusert påvirkning på miljøet. Vårt valg blir enkelt vi må selv velge hva det skal koste i dag, for å redusere belastningen som vårt miljø blir utsatt for i fremtiden. Hovedrapport Side 5 av 59

6 III INNHOLDSREGISTER FORORD...3 SAMMENDRAG...4 INNHOLDSREGISTER...6 INNLEDNING...8 BAKGRUNN OG DOKUMENTASJON...9 Bakgrunn for energibestemmelsene...9 Bakgrunn for TEK Dokumentasjon...12 BYGGTEKNISKE FORHOLD, DEL TRANSMISJON, VARMETAP GJENNOM BYGNINGSDELER TRANSMISJONSBEREGNINGER Beregninger for vegg Beregninger for søyle 500x400mm Beregninger for søyle 600x800mm Beregninger for tak Beregninger for takboks av glass Beregninger for gulv ALTERNATIVE VEGGSNITT Alternativ vegg Alternativ søyle 500x400mm Alternativ søyle 600x800mm ISOLASJONSBIDRAG FRA STILLESTÅENDE LUFT Søyle 500x400mm med glassmonter Søyle 600x800mm med glassmonter Søyle 500x400mm med forblending og glassmonter Søyle 600x800mm med forblending og glassmonter VINDUER OG DØRER KULDEBROPROBLEMATIKK TRANSMISJONSVARMETAP SAMMENLIGNINGER AV TEK 97 OG PLASSERING AV FUKTSPERRE OG RELATIV LUFTFUKTIGHET...34 Hovedrapport Side 6 av 59

7 ENERGIBEVARING, DEL INFILTRASJON VENTILASJON ENERGITILSKUDDET MULIGHETER FOR Å LØSE ENERGIKRAV Fakta Nøkkeltall til videre utregning Beregningsmessig sammenligning HVORDAN MAN KAN FORBEDRE KRAVENE UTOVER TEK ORDLISTE/DEFINISJONER KILDER VEDLEGG...59 Hovedrapport Side 7 av 59

8 INNLEDNING Etter et møte med Griff Arkitekter, COWI og veileder fra skolen, kom vi fram til en delt problemstilling. Hensikten med dette arbeidet er å få frem behovet for planlegging og ombygging for å tilfredsstille TEK Ved å oppfylle TEK 2007 vil dette gi en gevinst i drift av bygget i livsløpstid. Bygget skal også sammenliknes med gjeldende krav (TEK 1997). Videre har vi også lagt til grunn at prosjektet ikke skal ta hensyn til kostnader som må dekkes for å klare krav i TEK Det tar heller ikke hensyn til prioritering av tiltak i relasjon til lønnsomhet. SPESIFIKASJON DEL 1, Anders Brenne Angi konkrete tiltak som belyser byggetekniske forhold, for å klare energikrav. Transmisjon, vurdering og beregning av byggtekniskeforhold. DEL 2, Ann-There Løchen Infiltrasjon, redegjøre for dette med bakgrunn fra TEK 97/07 Ventilasjon, redegjøre for dette med bakgrunn fra TEK 97/07 Se på energibidrag fra lys, maskiner og personer, som et hjelpemiddel i å oppnå redusert energiforbruk. Hvordan man kan forbedre resultatet utover kravene i TEK. Hovedrapport Side 8 av 59

9 BAKGRUNN OG DOKUMENTASJON Byggenæringen står for en stor andel av Norges innenlands energiforbruk. Bygninger har lang levetid og mesteparten av energien brukes i driftstiden. Ved å sette fokus på forbruk av energi bidrar vi til et bedre miljø, lavere energiutgifter for den enkelte og å begrense Norges avhengighet av import av elektrisitet fra være naboland. Norge har raffinert Kyoto-protokollen. Dette innebærer en forpliktelse til å kutte våre utslipper av klimagasser, slik at våre samlede utslipp ligger én prosent over 1990-nivå. En vesentlig andel av utslipskuttene skal tas innenlands. En stor del av utslippet av klimagasser kommer fra bygningsoppvarming. Andre store bidragsytere til utslipp av klimagasser er industrien og transportsektoren. Det er derfor viktig å gjennomføre endringer av så vel oppvarmingsbehovet til bygninger, som å gjennomføre en reduksjon av andre utslippsbidrag. Noe av vår import, av elektrisk kraft, kommer også fra kullkraftverk i andre land. I et år med normal nedbør klarer ikke Norge å dekke sitt eget forbruk av elektrisk kraft, og må således importere den manglende kraftdelen fra utlandet. Bakgrunn for energibestemmelsene Energibruken i norsk bygningsmasse har de siste årene ligget stabilt på rundt 82 TWh i året, noe som tilsvarer ca 40 % av det samlet innenlands energiforbruket. Sammenlignet med kravene, slik disse er definert i TEK-97, er det beregnet av forskriftendringen å gi en årlig energibesparelse på ca 4 til 4,5 TWh etter at kravene har fått virke i 10 år. Dette tilsvarer omlag produksjonskapasiteten til et gasskraftverk. Årlig energibesparelse, som følge av nye energikrav i TEK 07, vil således øke år for år. Hovedrapport Side 9 av 59

10 Bakgrunn for TEK I 2007 ble Teknisk forskrift til plan- og bygningsloven (TEK) forandret. De største forandringene vedrører kravene til energiforbruk i bygninger. Disse endringene trådde i kraft , og hensikten med de nye kravene er å oppnå en reduksjon i energibehovet til nye og ombygde bygninger på opptil 25 %. I en periode på 2,5 år, det vil si frem til kan man velge om man vil prosjektere etter TEK 97 eller TEK 07. De nye energikravene setter nye og strengere krav til produsenter av byggevarer, prosjekterende og utførende, samt kommunen som tilsynsmyndighet, i planlegging og bygging av nye bygg og restaurering av bestående bygg. TEK er en minimumsforskrift, dvs. at det kan velges løsninger som er bedre enn hva forskriftene krever. I praksis bør næringen ta sikte på å gjøre det bedre enn minimumskravet, slik at energikravene oppfylles med god margin. Ved å sette fokus på lavt energibehov, og miljøriktig energiforsyning, i bygningsmassen oppnås tre ting: 1. mindre utslipp av klimagasser 2. lavere energikostnader for oss brukere 3. økt forsyningssikkerhet og redusert avhengighet av elektrisk kraft. I TEK 97 var det i korthet lagt vekt på at det: var energirammer etter et formelverk. for varmeisolering var preaksepterte verdier, for bygningsdeler. i varmetapsrammene var mulighet for omfordeling innfor rammene. ble satt opp en miljøramme som fortalte om byggets totale miljølast gjennom hele levetiden. I TEK 07 er det nå to måter å angi byggets energistandard på. Dette er enten utformet som Energitiltak, eller definert ut fra Energirammekravene. Forskjellen mellom disse er vist på neste side. Hovedrapport Side 10 av 59

11 Energitiltak, kjennetegnes ved at: det er lister over energitiltak som skal følges. det gis noen muligheter for omfordeling mellom tiltak. energitiltakene er uavhengig av bygningskategori. Energirammer, kjennetegnes ved at: man må følge bestemte rammekrav. Disse angir energibehovet til 13 definerte bygningskategorier. det må utføre energiberegninger, som viser hva energibehovet blir, i forhold til rammekravet. det gis mulighet til alternative løsninger. Byggherre, planlegger eller tiltakshaver kan selv velge hvilke av disse alternativene som benyttes. Disse er prinsipielt forskjellige, som oversikten viser. Når en byggherre, planlegger eller tiltakshaver har valgt på hvilken måte energibehovet skal defineres, er det viktig å tenke på følgende: Energitiltaksmetoden: er en sjekkliste. Ved å følge denne vil man få et energieffektivt bygg. Man kan imidlertid IKKE se byggets fremtidige spesifikke energiforbruk (kwh/m 2 år). er en enkel og lettfattelig måte. gir noen muligheter for å fravike ett eller flere e av tiltakene. Man kan foreta TEKniske bytte. Disse bytter må imidlertid spesifiser og dokumenters. er en metode som ikke tillater lokal kjøling. Energirammemetoden: man forholder seg til en fastsatt verdi (kwh/m 2 år) for maksimal energibehov i den aktuelle bygningskategorien. krever at man dokumenterer energibehovet. Dette baseres på beregning i henhold til NS I kontrollberegningen benyttes klimadata for Blindern. Det benyttes standardiserte verdier for driftstid, temperaturer, utstyr, varmtvann, belysning, personer etc. Kontrollberegningen er ikke representativ for bygget faktiske behov. Det er kun et verktøy til bruk i videre planlegging. Hovedrapport Side 11 av 59

12 Dokumentasjon Dokumentasjonen for bygget, slik det er i dag, er heller mangelfull. Tegninger gitt oss av Griff omhandlet stort sett fasadene. For å finne tykkelsen på vegger og søyler tok vi med måleutstyr og målte bygget. Det ble påvist uoverensstemmelse mellom Griffs fasadetegninger og de faktiske forhold. Får å få et enhetlig grunnlag for beregningene er GRIFF sine tegninger blitt lagt til grunn, korrigert for de faktiske dimensjonene på søyler og vegger. De virkelige søylene avviker fra beregningene fordi søylene har ulikt tverrsnitt i bunn og topp. I beregninger er det imidlertid lagt til grunn at søylene er like hele lengden. Vindusarealer er beregnet fra DAK tegninger. Nåværende gulvet er dels jordgulv og dels asfalt. Vi har planlagt et nytt betongdekke med isolasjon, og denne løsningen er grunnlaget for beregningene. Tak er basert på eksisterende tak, med etterisolering. Vi har antatt en tykkelse på taket da det er umulig å komme opp på taket for å måle tykkelsen. Hovedrapport Side 12 av 59

13 BYGGTEKNISKE FORHOLD, DEL TRANSMISJON, VARMETAP GJENNOM BYGNINGSDELER Ved å legge til grunn de faktiske kravene fra Statens Byggtekniske etat kan man se hvilke tiltak som må gjøres for å oppfylle rammene for TEK 97 og 07. Bygget er fortsatt på planleggingsstadium, og hvordan utformingen kommer til å bli er enda ikke avklart. Der er valgt å se på to forskjellige alternative vegg konstruksjoner, i tilegg er det sett på en mulighet for bruk av stillestående luft for å bedre sølens U-verdi. Dette er gjort fordi arkitekten ville vise frem deler av bærekonstruksjonen og gi bygget en spesiell atmosfære. Hvor mye som skal restaureres, og bygges om, er det foreløpig liten informasjon om. Derfor har vi valgt å beregne byggets U-verdi med bakgrunn i eksisterende vegger, søyler og takkonstruksjon. Det har valgt å legge isolasjonen på utsiden av bygget for å gi eksisterende bærekonstruksjoner et bedre miljø mht. korrosjon. Ved å legge isolasjonen på utsiden av bygget på denne måten, vil man forsterke konturene av søylene, og beholde det originale utseende i stor grad. Transmisjon er bygningsdelenes evne til å lede eller motstå temperaturforskjeller. For å oppnå minst mulig transmisjon, er det fordelaktig å bruke materialer/medier med lav ledningsevne. Luft, kan være et slikt mediet, problemet med luft er å få luften til å holde seg i ro. Alle isolasjonsmaterialer er basert på stillestående luft, eller gass, på en eller annen måte. Når man isolerer, er det hovedsakelig tre forskjellige måter transmisjon oppstår. Det kan være: Ledning - Temperatur forskjellen forplanter seg på molekylnivå i materialet. Konveksjonluft som ikke står stille danner et kretsløp i et hulrom. Når den varmeluften stiger vil den kalde luften bli presset ned, og vi har en temperatur forskjell på partikkel nivå. Stråling - Temperaturforskjellen overføres mellom materialene som termisk stråling. Denne strålingen er på samme måte som for eksempel lys- og radiobølger, en form for elektromagnetisk stråling. Hovedrapport Side 13 av 59

14 Alle materialer, og gasser har sin egen varmeledningsevne, eller varmekonduktivitet (λ). Materialets varmeledningsevne blir oppgitt i W/mK, eller varme pr. tidsenhet, som kan strømme igjennom materialets tykkelse ved en konstant temperatur forskjell på 1 Kelvin. (1 C) Ved å se på de forskjellige materialene i en vegg, med bakgrunn i varmeledningsevnen til de forskjellige sjiktene, kan vi beregne veggens varmemotstand. Ved å gjøre en slik beregning kan man se hvilken varmeledningsevne veggen har, og hva som må til for å klare kravene til U-verdi for bygningsdelen. Her har man mulighet til å balansere varmekapasiteten ved å forandre tykkelsen på isolasjon eller andre materialer. I våre beregninger er 200 mm Glava Plate A 37 eller uventilert luftsjikt på 300mm lagt til grunn. Dette gjøres for å få et referansegrunnlag for beregning av isolasjonstykkelsen. Vi har laget en modell som ut i fra bygningsdelens sammensetning og U-verdi kravet beregner nødvendig isolasjonsmengde. For Smia har vi valgt å dele opp bygget i forskjellige deler. Fasaden har blitt delt opp i vind-, søyler og vegg arealer. Bak sørveggen ligger et annet bygg som gjør at ca halve veggen har en konstant temperatur på 15 grader. Taket er delt opp i to, et for selve taket og for overbygget i glass. Gulvet har blitt sett på som en stor flate med lik andel av homogene sjikt. Hovedrapport Side 14 av 59

15 1.2 TRANSMISJONSBEREGNINGER Beregninger for vegg Fig.001 Beregningen for vegg er basert på at veggen er bygd opp av homogene sjikt. Veggen er beregnet etter begge kravene og nødvendig isolasjon i standardisert tykkelse er benyttet for å oppnå kravet. Beregningsmodellen vil finne ut at nødvendig isolasjonstykkelse, å legge den standardiserte tykkelsen til grunn for videre utregning. (se vedlegg) U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,176 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,164 m dvs 200 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,176 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,201 m dvs 200 mm Selv om U-verdi kravet er lavere, ender vi fortsatt opp med samme U-verdi pga beregningsmodellen. TEK 07 krever en 18 % bedring av U-verdien for vegg 001 For beregningene for Sør vegg må det legges til grunn at ca 50 % av veggen grenser mot annet oppvarmet rom. Det er antatt at det er 15 C konstant temperatur, og vi har sett på krav til U-verdi mellom rom der temperaturforskjellen ikke er mer en 5 C Her er det ikke blitt noen forandringer i kravene. TEK 97/07 U-verdi 0,612 W/m²K Krav til U-verdi 0,800 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,042 m dvs 50 mm Her vil man oppnå en gevinst både med U-verdi og støy, ved å isolere hele veggen med 200mm. Veggens utforming vil også bli en enklere konstruksjon da den vil være av konstant tykkelse. Hovedrapport Side 15 av 59

16 1.2.2 Beregninger for søyle 500x400mm Fig. 002 Søylene beregnes som homogene sjikt, og vi ser bort fra armering, da dette ansees som et ubetydelig bidrag. Søyle 500mm er søylene som står i mellom glass arealene på Nord fasaden.. U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,220 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,150 m dvs 150 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,170 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,194 m dvs 200 mm Beregninger for søyle 600x800mm Fig. 003 Søylene beregnes som homogene sjikt, og vi ser bort fra armering, da dette ansees som et ubetydelig bidrag. Søyle 600 mm er søylene som står i fasade Øst og Vest. U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,168 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,154 m dvs 200 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,168 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,192 m dvs 200 mm 003 Hovedrapport Side 16 av 59

17 1.2.4 Beregninger for tak Fig. 004/005 Energikravene for tak er i utgangspunktet et U-verdi krav som er gjennomsnittlig for byggningsdelen. Pga. takboks av glass er beregningene gjort ut fra netto takareal U-verdi 0,142 W/m²K Krav til U-verdi 0,150 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,243 m dvs 250 mm U-verdi etter TEK U-verdi 0,119 W/m²K Krav til U-verdi 0,130 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,281 m dvs 300 mm U-verdi etter TEK Hovedrapport Side 17 av 59

18 1.2.5 Beregninger for takboks av glass Fig. 006/007 Takboksen blir sett på som et glasstak og er beregnet etter gjeldene krav. TEK 97 har et krav på 2.0W/m2K, mens for TEK 07 gjelder samme krav som for vindu og dører. U-verdi etter TEK 97 U-verdi 1,868 W/m²K Krav til U-verdi 2,000 W/m²K Nødvendig luftsjikt 0,187 m dvs 200 mm 006 U-verdi etter TEK 07 U-verdi 1,868 W/m²K Krav til U-verdi 1,200 W/m²K Nødvendig luftsjikt 0,467 m dvs 300 mm konveksjon blir problem og det anbefales å bytte glass Her bryter beregningsgrunnlaget sammen, undersøkelser gjort av bl.a. Glava viser at varmemotstanden i uventilerte luftsjikt blir uforutsigbare ved luft rom på over 300 mm, pga konveksjon. Alternativt kan det brukes en annen type glass. Ved bruk av Fjæringstad Glassenhet 4H 16 4T med en U verdi på 1,1 gir: 007 U-verdi 1,042 W/m²K Krav til U-verdi 1,200 W/m²K Nødvendig luftsjikt 0,25 m dvs 250 mm Hovedrapport Side 18 av 59

19 1.2.6 Beregninger for gulv Fig. 008 For gulv er det ikke blitt noen endringer i krav til U-verdi, men det har blitt lagt til at gulv skal ha en form for kantisolasjon for å minimere kuldebroer. XPS kommer i maksimal tykkelse på 100mm, her må det brukes 2 lag. U-verdi etter TEK 97/07 U-verdi 0,148 W/m²K Krav til U-verdi 0,150 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,20 m dvs 200 mm 008 Hovedrapport Side 19 av 59

20 1.3 ALTERNATIVE VEGGSNITT Da det ikke foreligger noe endelig bestemmelser for hvordan veggene på Smia skal se ut, har det blitt beregnet to løsningr. Alternativ løsning gir en teglsteins overflate. Siden teglstein var et utbredt bygg materiale den gang Smia ble bygget, falt det naturlig å ta utgangspunk i en slik løsning. Veggen består av teglstein, et luftsjikt og gips, i tillegg til betong og isolasjon. Veggen blir fortsatt ansett som homogen og det er ikke tatt med eventuelle mikro kuldebroer som kan oppstå i feste midler, skruer, spiker etc Alternativ vegg Fig. 009 Beregningen for vegg er basert på at veggen er bygd opp av homogene sjikt. Veggen er beregnet etter begge kravene og nødvendig isolasjon i standardisert tykkelse er benyttet for å oppnå kravet U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,163 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,16 m dvs 200 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,163 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,197 m dvs 200 mm 009 Hovedrapport Side 20 av 59

21 1.3.2 Alternativ søyle 500x400mm Fig. 010 U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,200 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,15 m dvs 200 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,157 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,189 m dvs 200 mm Alternativ søyle 600x800mm Fig. 011 U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,197 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,15 m dvs 150 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,157 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,189 m dvs 200 mm 011 Hovedrapport Side 21 av 59

22 1.4 ISOLASJONSBIDRAG FRA STILLESTÅENDE LUFT En spesiell vri på den arkitektoniske utformingen innvendig er å vise frem søylene i området rundt auditoriet, dette er planlagt gjort ved at det lages et glass monter rundt 6 av bære søylene. Vi har sett nærmere på hva dette vil gjøre med varmemotstanden til søylene. Vi har valgt å et 300mm luftsjikt mellom glasset og søylen. Ved å kapsle inn søylen fra tre sider med en avstand på 300mm vil vi få en ramme rundt søylen som vil kunne gi bygget et særpreg. Vi så på muligheten for å minimere isolasjonen på baksiden av søylen og la luftsjikt veie opp for dette, men det ble straks forkastet da, det oppstod en kuldebroeffekt og en relativt høy sjanse for kondensering. Dette ville ha hatt en negativ effekt på virket konstruksjonens u-verdi, samt levetiden på eksisterende bæresystem med tanke på korrosjon og forvitring av betongen. Det kunne være muligheter for å forebygge dette med et preventivt malesystem, men da hadde også poenget med å vise frem den originale konstruksjonen også falt bort. Hovedrapport Side 22 av 59

23 1.4.1 Søyle 500x400mm med glassmonter Fig. 012 U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,161 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,156 m dvs 200 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,161 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,194 m dvs 200 mm Søyle 600x800mm med glassmonter Fig. 013 U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,204 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,154 m dvs 150 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,160 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,192 m dvs 200 mm 013 Hovedrapport Side 23 av 59

24 1.4.3 Søyle 500x400mm med forblending og glassmonter Fig. 014 U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,189 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,15 m dvs 150 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,151 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,189 m dvs 200 mm Søyle 600x800mm med forblending og glassmonter Fig.015 U-verdi etter TEK 97 U-verdi 0,187 W/m²K Krav til U-verdi 0,220 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,15 m dvs 150 mm U-verdi etter TEK 07 U-verdi 0,149 W/m²K Krav til U-verdi 0,180 W/m²K Nødvendig isolasjon 0,187 m dvs 200 mm 015 Hovedrapport Side 24 av 59

25 1.5 VINDUER OG DØRER Vi har valgt å bruke to forskjellige vindu typer i beregningene for å tilfredsstille kravene, og for å se hva markedets beste vindu, utgjør i et bygg som dette. NorDan Energispareglass: U = 1,6 inkl karm og NorDan Superisolerende: U = 1,0 inkl karm Ingen av disse vindus typer er til å åpne, og det bør tas hensyn til dette med tanke på rømmningsveier. Ut fra skisser og tegnings grunnlag kommer det ikke frem hvor mange dører bygget skal ha. Vi har tatt høyde for at det blir en dør ut i det fri, og størrelsen på denne har blitt antatt ut i fra krav til rømmningsvei. Dørene er i en utførelse av glass og aluminiumsprofil, og har U-verdier på 1,6 og 1,2. Det antas at vindu med karm og rammer for disse har samme u-verdi. Og blir derfor regnet som en samlet u-verdi Ved beregning av bygningens samlede glass - og dørarealer, skal denne ikke overskride 20 % Totalt bruksarealer 5018 m² Total Fasade 1938 m² Sum Glass 648 m² Sum vegg 1289 m² m² % glass 0,13 Smia sin totale glass arealer utgjør 13 % av totalt bruksareal. Sum vegg 1298,00 m² Sum Vinduer og Dører 648,35 m² BRA (Brutto areal) 5018,00 m² Omfordeling av Vindusareal mot U-verdi vegg etter TEK 07 Max dører og vinduer 5018,00 m² x 20 % 1003,60 m² - Fasade 1946,35 m² 1003,60 m² 942,75 m² Σ(U*A)maks 1063,6 W/K Σ(U*A)ordinær 1374 W/K Bygget kan omfordele vindus areal da Σ(U*A)maks < Σ(U*A)ordinær Kan ha mer vindu areal ca 22 % eller 142 m² mer Vinduer og dører før det overskrider kravet I TEK 97/07 om maksimalt areal av samlet glass- og dørareal. Hovedrapport Side 25 av 59

26 1.6 KULDEBROPROBLEMATIKK Ut fra eksisterende tegninger og valgt utforming skiller det seg ikke ut noen spesielle kuldebroer. Når det blir produsert mer detaljerte tegninger av bygger, vil det sikkert forekomme steder der man må ta hensyn til dette. TEK 97 inkluderer disse i U-verdien for yttervegg, mens i de nye forskriftene skal de holdes under 0,06 W/m²K for alle andre bygg enn småhus. De foreslåtte veggsnittene eliminerer kuldebro problematikken vi ofte finner i andre vegg oppbygninger. Teoretisk kuldebro i henhold til TEK 07 vil da ha blitt: U= A*0,06 W/m²K >> 1354*0,06 = 81,24 W/K De nye kravene har heller ikke satt noe stadfestet tall til kuldebro isolering ved overgangen fra gulv til yttervegg. De har lagt til at det skal være kantisolasjon i tillegg til isolasjonen som må til for å tilfredsstille kravet. Pga. usikkerheten i fasade konstruksjon, har det ikke blitt sett på kuldebroer som skapes av utlekting og festemidler. Hovedrapport Side 26 av 59

27 1.7 TRANSMISJONSVARMETAP Beregning av transmisjonstap for de forskjellige løsningene. Beregningene er utført etter døgngrad tall fra Rygge Kommune da dette var det geografisk nærmeste målestedet. Fyringssesongen som ligger til grunn er 234 dager. Beregningene gir verdien for varmetap per tidsenhet, og må settes i sammenheng med grunnflate for å få en relevant verdi. Dette gjøres ved: kwh/a = kw/m² Beregning av U-verdi Puss system Fasade Nord Areal Krav TEK 97 Resultat TEK 97 Krav TEK 07 Resultat TEK 07 G ΔT Vegg 27,11 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 29,61 0,22 0,220 0,18 0, Vindu/dører 251,69 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Sør Vegg 154,20 0,22 0,176 0,18 0, Vegg 15 C 154,20 0,80 0,612 0,80 0,612 2 Søyle 0,00 0,22 0,000 0,18 0, Vindu/dører 0,00 1,60 0,000 1,20 0, Fasade Øst Vegg 821,96 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 102,27 0,22 0,168 0,18 0, Dør 10,74 1,60 1,600 1,20 1, Vindu 128,64 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Vest Vegg 704,06 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 102,27 0,22 0,168 0,18 0, Vindu 257,28 1,60 1,600 1,20 1, Tak 1307,84 0,15 0,142 0,13 0, Glass 80,33 2,00 1,868 1,20 1, Gulv 1353,61 0,15 0,148 0,15 0, Teoretisk transmisjonsvarmetap (kwh) Hovedrapport Side 27 av 59

28 Beregning av U-verdi forblendet vegg Fasade Nord Areal Krav TEK 97 Resultat TEK 97 Krav TEK 07 Resultat TEK 07 G ΔT Vegg 27,11 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 29,61 0,22 0,200 0,18 0, Vindu/dører 251,69 1,6 1,600 1,20 1, Fasade Sør Vegg 154,20 0,22 0,176 0,18 0, Vegg 15 C 154,20 0,80 0,612 0,80 0,612 2 Søyle 0 0,22 0,000 0,18 0, Vindu/dører 0 1,60 0,000 1,20 0, Fasade Øst Vegg 821,96 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 102,27 0,22 0,197 0,18 0, Dør 10,74 1,60 1,600 1,20 1, Vindu 128,64 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Vest Vegg 704,06 0,2 0,176 0,18 0, Søyle 102,27 0,2 0,197 0,18 0, Vindu 257,28 1,6 1,600 1,20 1, Tak 1307,84 0,2 0,142 0,13 0, Glass 80,33 2,0 1,868 1,20 1, Gulv 1353,61 0,15 0,148 0,15 0, Teoretisk transmisjonsvarmetap (kwh) Hovedrapport Side 28 av 59

29 Beregning av U-verdi for Puss system og glass monter Fasade Nord Areal Krav TEK 97 Resultat TEK 97 Krav TEK 07 Resultat TEK 07 G ΔT Vegg 27,11 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 29,61 0,22 0,161 0,18 0, Vindu/dører 251,69 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Sør Vegg 154,20 0,22 0,176 0,18 0, Vegg 15 C 154,20 0,80 0,612 0,80 0,612 2 Søyle 0,00 0,22 0,000 0,18 0, Vindu/dører 0,00 1,60 0,000 1,20 0, Fasade Øst Vegg 821,96 0,22 0,177 0,18 0, Søyle 102,27 0,22 0,204 0,18 0, Dør 10,74 1,60 1,600 1,20 1, Vindu 128,64 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Vest Vegg 704,06 0,22 0,177 0,18 0, Søyle 102,27 0,22 0,204 0,18 0, Vindu 257,28 1,60 1,600 1,20 1, Tak 1307,84 0,15 0,142 0,13 0, Glass 80,33 2,00 1,868 1,20 1, Gulv 1353,61 0,15 0,148 0,15 0, Teoretisk transmisjonsvarmetap (kwh) Hovedrapport Side 29 av 59

30 Beregning av U-verdi forblendet vegg, og glass monter Fasade Nord Areal Krav TEK 97 Resultat TEK 97 Krav TEK 07 Resultat TEK 07 G ΔT Vegg 27,11 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 29,61 0,22 0,189 0,18 0, Vindu/dører 251,69 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Sør Vegg 154,20 0,22 0,176 0,18 0, Vegg 15 C 154,20 0,80 0,612 0,80 0,612 2 Søyle 0,00 0,22 0,000 0,18 0, Vindu/dører 0,00 1,60 0,000 1,20 0, Fasade Øst Vegg 821,96 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 102,27 0,22 0,187 0,18 0, Dør 10,74 1,60 1,600 1,20 1, Vindu 128,64 1,60 1,600 1,20 1, Fasade Vest Vegg 704,06 0,22 0,176 0,18 0, Søyle 102,27 0,19 0,187 0,18 0, Vindu 257,28 1,60 1,600 1,20 1, Tak 1307,84 0,15 0,142 0,13 0, Glass 80,33 2,00 1,868 1,20 1, Gulv 1353,61 0,15 0,148 0,15 0, Teoretisk transmisjonsvarmetap (kwh) Forskjellige vegg snitt etter TEK 97 Krav TEK ,22 kw/m² Puss system 124,77 kw/m² Puss system med glass 124,43 kw/m² Forblending 125,14 kw/m² Forblending med glass 124,33 kw/m² Forskjellige vegg snitt etter TEK 07 Krav TEK ,68 kw/m² Puss system 92,30 kw/m² Puss system med glass 91,21 kw/m² Forblending 92,12 kw/m² Forblending med glass 91,36 kw/m² Hovedrapport Side 30 av 59

31 1.8 SAMMENLIGNINGER AV TEK 97 OG 07 Forskjeller i TEK 97 og 07 i praksis (kwh) TEK 97 TEK 07 % fordeling mellom TEK 97/07 Veggsnitt/oppbygning Krav Resultat Krav Resultat Krav Beregning av U-verdi Puss system ,64 Beregning av U-verdi forblendet vegg ,64 Beregning av U-verdi for Puss system og glass monter ,64 Beregning av U-verdi forblendet vegg, og glass monter ,64 Hvis man sammenlikner kraven mot hverandre vil man fort se at forskjellen mellom TEK 97 og TEK 07 gir en gjennomsnittlig minskning i transmisjonsvarme tap på ca 22 %. Dette er kun pga hvordan det nye regelverket er utformet. 22 % er en relativt drastisk skjerpning av transmisjonsvarmetapet som i utgangspunktet kun utgjør 10-15% av bygningens varmetap. Ved å bruke standard dimensjoner på bla annet isolasjon vil man få en gevinst i lavere transmisjonsvarmetap pga. en forbedring i byggets U-verdi. Sammenlikninger mellom forblendet vegg, men glass innvendig rundt søylen, vil varmetapet forbedres med ca 6 % pga. isolasjons materiales tykkelse for å klare det generelle U-verdi kravet i TEK 97, men i forhold til TEK 07 vil ha ca 12 % forbedring med samme forutsetninger. Hovedrapport Side 31 av 59

32 Forskjeller mellom TEK 97 og TEK 07 kwh/m2 140,00 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 TEK 97 TEK 07 Puss System TEK 97 Puss System TEK 07 Fig. 016 Figuren 016 viser forskjellen i kwh/m² mellom de forskjellige kravene og det enkleste veggalternativet. Transmisjonstap (kwh/m2) Maksimalt transmisjonstap i hennhold til TEK 97 Forblending med teiglstein+ glass rundt søyler Puss system og glass rundt søyler Forblending med teiglstein Puss system 120,00 122,00 124,00 126,00 128,00 130,00 132,00 134,00 Fig.017 Figuren 017 tar for seg forskjellen av de forskjellige alternativene med bakgrunn i TEK 97. For at tabellen ikke skal misstolkes, bør man tenke over at den starter ved 120 kwh/m². Dette gjøres for å synliggjøre forskjellene til de forskjellige alternativene. Hovedrapport Side 32 av 59

33 Netto energibehov (kwh/m2) Maksimalt transmisjonstap i hennhold til TEK 07 Forblending med teiglstein+ glass rundt søyler Puss system og glass rundt søyler Forblending med teiglstein Puss system Fig.018 Figuren 018 tar for seg forskjellen av de forskjellige alternativene med bakgrunn i TEK 07. For at tabellen ikke skal misstolkes, bør man tenke over at den starter ved 90 kwh/m². Dette gjøres for å synliggjøre forskjellene til de forskjellige alternativene. For å se hvor store konsekvensene kan bli i overgangsfasen fra TEK 97 til TEK 07. Ble samme veggsnitt med transmisjonsvarmetaps krav for TEK 97 satt opp mot TEK 07 og hvilke standard materialer som måtte benyttes for å bygge det aktuelle snittet. Vegg m forblending og glass etter TEK 07 Krav TEK Fig.019 Forskjellen i transmisjonsvarmetap i overgangsperioden kan være opptil 31%. Hovedrapport Side 33 av 59

34 1.9 PLASSERING AV FUKTSPERRE OG RELATIV LUFTFUKTIGHET Temperatur- og Damptrykk fordeling i vegg Temperatur Materialet på sjiktgrense Metnings trykk Vanndamp motstand Damptrykk Fall Damptrykk i sjikt C Pa m²spa/kg Pa Pa Inneluft 17, , , Glass 2600 kg/m³ 0, , Luftsjikt 13, , Betong 36, , Dampsperre 360, , Isolasjon (type a37) 1, , Puss 4, , Ute 0,000 Fuktsperren legges der fallet i damptrykk er størst, beregninger viser at trykkfallet er størst mellom betongvegg og isolasjon. Dette bekrefter valget av plasseringen for dampsperren. Luftsjiktet vil ha en temperatur på 14,38 C og ved en relativ luftfuktighet på 85 % vil vanndamp innholdet i luften være 9,5 g vann/liter luft. Dette er under grensen for fukt dannelse som skjer ved 10.7 g vann/liter luft. Innvendig relativ luft fuktighet på 85 % innvendig er også veldig lite trolig. Luftsjiktet rundt søylen anses derfor for kondensfritt. Nyere forskning viser at korrosjons problematikk er minimal helt opp mot relative luftfuktigheter på 75-80% Hovedrapport Side 34 av 59

35 ENERGIBEVARING, DEL 2 Hovedrapport Side 35 av 59

36 2.1 INFILTRASJON Infiltrasjon, redegjøre for dette med bakgrunn fra TEK 97/07 Infiltrasjon er definert som luftlekkasje gjennom bygget, uavhengig av ventilasjonsanleggets drift og virkemåte. Den angis i antall luftvekslinger pr. time, ved 50 Pa trykkdifferanse. Formelen for infiltrasjon er basert på at byggets volum er kjent. Likeledes at luftskiftet er kjent, eller at dette estimeres for beregning. Byggets volum. VB= l x b x h. Luftskifte, l = velges eller beregnes Spesifikt infiltrasjonstap: qinf = VB l/3000 =.... kw/ C Krav til infiltrasjon i 97: 0,2 vekslinger pr. time for bygg med inntil 2 etasjer. 0,1 veksling pr. time for bygg over to etasjer. Krav til infiltrasjon i 07: 0,1 veksling pr. time for alle yrkesbygg. (Dette vil si at kravet til tetthet er skjerpet for lave bygg, samt for småhus. For større bygg er det ingen endring). Hovedrapport Side 36 av 59

37 Fig 1. Hentet fra vedlegg 1, side 4 Ved beregning med EIB blir infiltrasjon, ut fra TEK 07, på 8,5 % Hovedrapport Side 37 av 59

38 2.2 VENTILASJON Ventilasjon, redegjøre for dette med bakgrunn fra TEK 97/07 Kravet til mekanisk ventilasjon av et bygg er nedfelt i PBL, med krav til luftveksling av rom som inneholder arbeidsplasser, eller plasser for varig opphold. I rom som er beregnet for varig opphold skal det være mekanisk tilførsel og avtrekk av luft. I underordnede rom, som toaletter, bøttekott etc. er det godtatt at friskluften er bruktluft fra andre deler av bygget. I et ventilasjonsanlegg er det flere faktorer som påvirker energiforbruket, og som er omhandlet i forskriftene. Dette er: Luftmengder Gjenvinners effektivitet. Viftenes virkningsgrad Tiluftstemperaturen Luftmengder: I kravet til luftvekslinger pr. flate enhet er dette delt opp i tre undergrupper: 1. krav til luft pr. person pr. time 2. krav til luft pr. m 2 pr. time 3. krav til luft avhengig av hvilke prosesser eller aktiviteter som utføres i rommet. Disse krav er ikke endret fra 97 til 07. Det som primært er endret, er kravet til energigjenvinningens effektivitet. Det vil si hvor mye av varmen som føres ut av bygget, med luften, som blir overført til tilluften og dermed ført tilbake til bygget igjen. Varmegjenvinner: Energigjenvinningen gjør at varmebatteriene ikke behøver å tilføre så stor effekt som tidligere, for å holde tilluftens tempretur på et akseptabelt nivå. I TEK 97 var kravet at en gjenvinner skulle kunne gjenvinne minst 60 % av varmen på årsbasis. I de nye forskriftene er kravet at det skal være minimum 70 % gjenvinning. Hovedrapport Side 38 av 59

39 Viftenes virkningsgrad: Energieffektiviteten i viftene kalles for SFP-faktoren. Dette betyr Spesific Fan Power, og er et tall med benevnelsen W/(m 3 /s). I de nye forskriftene er grenseverdien for SFP senket betraktelig. Konsekvenser av dette blir at det må bygges kanalnett med mindre motstand, dvs. større kanaler, og aggregater med større tverrsnitt. Tiluftstemperatur: Tiluftstemperaturen er det viktigste virkemiddel man har for å styre energiforbruke som går til ventilasjonanlegget. Selv med 70 % virkningsgrad på varmegjenvinnere er det fortsatt 30 % av energien i avtrekksluften som ikke gjenvinnes og overføres til tilluften. Dette varmetapet må dekkes av ettervarmebatterier. Effekten til ettervarmebatteriene er avhengig av temperaturen man setter på luften som blåses inn i lokalene. Dette vil si, jo varmere tilluften er jo mer energi må tilførers ventilasjonsanlegg. Dersom man kan senke temperaturen på tilluft ned til en nedre komfort grense, så vil selvfølgelig dette gi besparelse i forhold til å blåse inn varmere luft. En annen ulempe med for varm luft er at det ofte utføres utilsiktet lufting i de delene av bygget hvor det blir for varmt. Ulempen med for lav temperatur på tilluften er at brukerne føler ubehag ved dette og dermed setter opp driftpunktet på radiatorer og lignende. Da flytter man oppvarmingen av luften til en annen energibærer. Om vinteren er det sjeldent lønnsomt å senke tilluften til under C. Fig 1. Hentet fra vedlegg 1, side 4 Ved beregninger med EIB blir energibehovet til ventilasjon beregnet til ca kwh. Dette utgjør 81,4 % av byggets samlede energibehov. Dette tallet viser med tydelighet hvor stor betydning ventilasjonsanlegget har for byggets samlede energiforbruk. De bygnings Tekniske komponentene gir et samlet energitap på snaut 19 %. Utregningen viser også hvor viktig ventilasjonsanleggets energigjenvinningsfaktor er. Hovedrapport Side 39 av 59

40 2.3 ENERGITILSKUDDET Se på energibidrag fra lys, maskiner og personer, som et hjelpemiddel i å oppnå redusert energiforbruk. Varmetilskudd fra personer, lys, maskiner og annet utstyr påvirker et byggs varmebalanse. I beregninger er dette ivaretatt på to måter. Begge sørger for at tilskuddet kommer som et bidrag til å redusere tilført energi som trengs til oppvarming. I graddagberegninger benyttes graddagtallet G 17, som er det omregnet graddagtallet opp til en innetemperatur på 17 C. Tallet finnes blant annet i meteorologiske klimadata fra Meteorologisk Institutt. De resterende grader oppvarming, opp til ønsket innetemperatur på ca 21 C, tilføres da som gratisvarmen fra mennesker, lys, maskiner etc. Den andre måten er å beregne tilskuddet eksakt, slik som i energirammeutregninger, og så trekke dette fra den tilførte effekten. For å beregne tallet eksakt må man vite lysbelastning i W/ m 2, i antall personer pr. m 2 samt hva slags varmeangivende utstyr som finnes i bygget. Beregning: Ved beregning med EIB framkom årlig varmetilskudd, basert på TEK 07, som vist på diagrammet over. Fig 2. Hentet fra vedlegg 1, side 5 Denne beregningen viser at varmetilskuddet fra belysning, utstyr, personer etc. gir et tilskudd på ca kwh. Byggets totale varmebehov er beregnet til ca kwh. Hovedrapport Side 40 av 59

41 Dette viser at varmetilskuddet utgjør over 20 % av det som bygget trenger tilført. Varmetilskuddet er større en varmetapet gjennom tak gulv vegger vinduer og infiltrasjon. Alle tall er hentet fra vedlegg 1. Samme vedlegg viser at det er personbidraget som har minst påvirkning på varmetilskuddet. Personbelastningen gir et varmetilskudd på kun 10 % av hele varmetilskuddet. Størst bidrag har belysning, med 33 %, teknisk utstyr med 32 % og solinnstråling med 22 %. Ut fra opplysninger gitt til oss, under prosjektarbeidet, finnes det i dag belysningsutstyr som har virkningsgrader og utforming slik at avgitt varme kan tas godt vare på. Den vanligste løsningen er at lysvarmen blir gjenvunnet gjennom ventilasjonsanlegget, sammen med øvrig varmetilskudd. Varmetilskuddet vil normalt bli liggende som et varmelag oppe under taket. Her er alltid varmetapet størst, grunnet takets areal, samtidig som det er vanlig å plassere avtrekksanleggets punkter, for avsug av bruktluft, på de samme stedene. Det finnes også systemer hvor avtrekket går via lysarmaturer. Hovedrapport Side 41 av 59

42 2.4 MULIGHETER FOR Å LØSE ENERGIKRAV Fakta Tabell 1: Sammenlignede kravnivå for skoler/høyskoler TEK 2007 TEK -97 EKSISTERENDE BYGG Samlet glass-, vindus- og dør areal: Max 20 % av Ingen endring Nåværende vindusareal er 28 %, bygningens oppvarmede bruksareal U-verdi er 5,8, og mot nord 6,38 W/m 2 K U-verdi yttervegg: 0,18 W/m 2 K 0,22 W/m 2 K For nord vegg er det 2,68 W/m 2 K og for resterende 2,44 W/m 2 K U-verdi tak: 0,13 W/m 2 K 0,15 W/m 2 K For tak 6,0 W/m 2 K For tak oppbygg 5,80 W/m 2 K U-verdi gulv på grunn og mot det fri: 0,15 W/m 2 K Ingen endring For gulv 3,26 W/m 2 K U-verdi glass/vinduer/dører: 1,2 W/m 2 K som 1,6/2,0 W/m 2 K U-verdi er 5,8, og mot nord 6,38 W/m 2 K gjennomsnittverdi inkluderer karm/ramme Spesifikk kuldebroverdi skal ikke overstige 0,06 W/m2k, Skal være inkl i U- verdi eller komme i tillegg Ikke målt/undersøkt. der m 2 angis i oppvarmet BRA Lufttetthet: 1,5 luftvekslinger pr. time ved 50 Pa trykkforskjell. Ingen endring Anslått etter rådgivning med andre. Årsmidlere temperaturvirkningsgrad for varmegjenvinnere i ventilasjonsanlegg: 70 % Krav for næringsbygg ved bruk av energirammer Ikke aktuelt for gammelt bygg. Spesifikk vifteeffekt i ventilasjonsanlegg, SPF-faktor: Ikke krav Ikke aktuelt for gammelt bygg. næringsbygg 2/1 kw/m 3 s (dag/natt) Automatisk utvendig solavskjærmingsutstyr eller andre tiltak Ikke tallfestet krav Ikke aktuelt for gammelt bygg. for å oppfylle krav til termisk komfort uten bruk av lokalkjøling. Natt og helgesenking av innetemp til 19 0 C for de bygningstyper Ikke krav Ikke aktuelt for gammelt bygg. der det skal skilles mellom natt, dag og helgedrift. Tabell 1 gir en sammenligning av krav til bygningsdeler og utstyr i eksisterende bygg (TEK 97 og TEK 07). Hovedrapport Side 42 av 59

43 Eksisterende bygg har en bygningsmessig standard som er langt under nye krav. Dette gjelder både nåværende krav, samt tidligere krav med tanke på energieffektivitet. Dette vil si at hele bygget må utbedres, for at TEK 97/07 skal bli tilfredstilt. I det etterfølgende gjøres det en gjenomgang av det respektiver bygningsdeler og tekniske installasjoner for å belyse hvilke krav som stilles til disse for å tilfredsstille energikravene i forskriftene. Som man ser av tabell 1, er det oppgitt tall til spesifikk energiforbruk for universiteter og høyskoler i TEK 07. I TEK 97 er dette ikke inkludert. Verdien er oppgitt til 180 kwh/m 2 /år i TEK 07. Under prosjektering av nye høyskolen i Smia er det et krav til at man må dokumentere at energikravet til bygningen er oppfylt. Det dokumenterte kravet gjelder både for anmeldelse etter TEK 97 og TEK 07. I prinsippet to forskjellig måter som kan brukes til å dokumentere forskriftkravene. I forskriftene kalles disse to forskjellige metodene; for dokumentering ved hjelp av energitiltak eller samlet netto energibehov (rammekravene). Metodene er nevnt tidligere, og her kommer en utfyllende beskrivelse av metodene: Energitiltak: Dette kravet regnes som oppfylt dersom det kan dokumenteres at alle tiltak for hele bygget med installasjoner, tilfredsstiller de gitte krav. Forskriftene har utarbeidet tabeller som viser oversikt over energitiltak med tilhørende krav. Enkelte krav kan fravikes, dersom det gjøres kompenserende tiltak. Slik at det samlede energibehovet ikke øker. Denne muligheten er med andre ord en mulighet for omformering av varmetapspostene og tilsvarer beregning med varmetapsrammer etter 97 foreskrifter. I de nye energikravene er det også nå tatt hensyn til energitap med hensyn til energitap fra ventilasjon og infiltrasjon. Tabell over den samlede netto energibehovet: For bygningen skal den ikke være større enn: Bygningskategori Rammekrav kwh/m 2 oppvarmet BRA år Småhus /oppvarmet BRA Boligblokk 120 Barnehager 150 Kontorbygg 165 Skolebygg 135 Universitet/høyskole 180 Sykehus 325 Sykehjem 235 Hoteller 240 Idrettsbygg 185 Forretningsbygg 235 Kulturbygg 180 Lett industri, verksteder 185 Hovedrapport Side 43 av 59

44 Rammekravene: Bruk av denne metoden består i å gjøre en kontrollberegning av samlet netto energibehov og så sammeligne dette med en fastsatt energiramme. Kravet er at byggets beregnede samlede netto energibehov ikke overskrider rammekravet. Alle energiposter skal medta i beregningen. Netto energibehov beregnes etter regler gitt i ny NS Ny NS 3031 foreligger fra høst -07. Det skal benyttes faste og standardiserte verdier for bruksavhengige data, samt gjennomsnittlige klimadata for hele landet. I kombinasjonsbygg gjelder rammekravene for bygningskategoriene tilsvarende for de respektive kategoriene. Som vist tidligere, er det simulert en modell av bygget i EIB (Energi i bygninger). Det har blitt satt en forutsetning at alle byggtekniske forhold i DEL 1 har blitt tilfredstilt innenfor kravet i TEK 07. Etter da å ha fått inn de data som trengtes, kunne vi finne ut om vi kom innen for rammekravet på 180 kwh/m 2 oppvarmet BRA år: Netto energibehov: BRA: (Har brukt en ca verdi for BRA) 4500 m2 Totalt energibehov kwh SUM 179,81 kwh/m2 oppvarmet BRA Som man ser av denne utregningen, holder det akkurat kravet på 180 kwh/m 2 oppvarmet BRA år. Fig 5. Oversikt over Årlig energibudsjett. Hentet fra vedlegg 1,side3 Hovedrapport Side 44 av 59

45 2.4.2 Nøkkeltall til videre utregning Arealer til SMIA alle mål i meter Gulv: = 21,000*66, ,60 m 2 Takglassboks Sidevegger = 2,200*22,110 48,64 *2 (m 2 ) Endevegger = 6,300*2,200 13,86 *2 (m 2 ) Tak = 2*3,800*22, ,04 m 2 SNITT = 6,300*22, ,29 m 2 Tak = 23,000*66, ,80 m 2 ( - glassbokssnitt) 1392,51 m 2 Vegg vest/øst totalt = 66,600*16, ,00 *2 (m 2 ) Vegg nord/sør totalt = 20,000*16,000+ 4,000*(20,000/2) 360 m 2 Metalldør 43,215 m 2 Vindu og karm totalt øst en vindu"boks" 16,0608 m 2 x 8 "bokser" 128,4864 m 2 Vindu og karm totalt vest en vindu"boks" 16,0608 m 2 x 16 "bokser" 256,9728 m 2 Vegg NORD Med karm 221,98 m 2 TAKBOKS Vindu og karm totalt øst 37,7004 m 2 TAKBOKS Vindu og karm totalt vest 37,7004 m 2 Hovedrapport Side 45 av 59